c++ while循环计时器精度变化很大

Question

我正在尝试使用while循环来创建一个计时器，该计时器可以持续测量3000μs (3ms)，虽然它大部分时间都可以工作，但有时计时器可能会延迟500μs。为什么会发生这种情况?有没有更精确的方法来制作这样的计时器？

int getTime() {
    chrono::microseconds μs = chrono::duration_cast< chrono::microseconds >(
        chrono::system_clock::now().time_since_epoch() //Get time since last epoch in μs
        );
    return μs.count(); //Return as integer
}

int main()
{
    int target = 3000, difference = 0;
    while (true) {
        int start = getTime(), time = start;
        while ((time-start) < target) {
            time = getTime();
        }
        difference = time - start;
        if (difference - target > 1) { //If the timer wasn't accurate to within 1μs
            cout << "Timer missed the mark by " + to_string(difference - target) + " microseconds" << endl; //Log the delay
        }
    }
    return 0;
}

我希望这段代码记录的延迟始终在5μs以内，但不是the console output looks like this。

编辑以澄清:我在Windows10Enterprise Build 16299上运行，但该行为在Debian虚拟机上仍然存在。

Answer 1

您还需要考虑其他正在运行的进程。操作系统可能会抢占您的进程，以便将CPU时间分配给其他进程/线程，并且不确定地将控制权返回给运行此计时器的进程/线程。

当然，当我们考虑实时操作系统或平面调度器时，这并不是100%正确的。但是，如果您在一台通用机器上运行，那么在您的代码中很可能就是这种情况。

Answer 2

由于您在Windows上运行，RTOS负责通过NTP计时，因为C++没有内置函数。查看这个用于SetTimer()函数的Windows API：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms644906(v=vs.85).aspx。

如果您想通过C++获得最佳和最高分辨率的时钟，请查看chrono库：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include "chrono_io"

int main()
{
    typedef std::chrono::high_resolution_clock Clock;
    auto t1 = Clock::now();
    auto t2 = Clock::now();
    std::cout << t2-t1 << '\n';
}